LCD体散射导光板的制备及其光学性能
导光板的工作原理
导光板的工作原理
导光板是一种用于光学显示器件的关键元件，它能够将光线有效地引导到显示屏的各个区域，使得图象能够均匀地显示出来。
导光板通常由透明材料制成，如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或者聚碳酸酯（PC）。
导光板的工作原理可以简单描述为光的全反射和散射。
当光线从光源进入导光板时，由于导光板的折射率高于周围介质（通常是空气），光线会在导光板内部发生全反射。
这意味着光线会在导光板内部不断地反射，直到遇到一个能够让光线逸出的表面。
为了使光线能够均匀地分布在整个导光板上，导光板通常会在一侧或者两侧进行弱小的凹凸处理。
这些凹凸结构可以使光线在导光板内部发生散射，从而使得光线能够更好地传播和扩散。
此外，导光板的边缘通常会进行抛光处理，以减少光线的反射和损失。
在导光板的一侧或者两侧，通常会有一个或者多个光源，如冷阴极荧光灯（CCFL）或者发光二极管（LED）。
这些光源会发出光线，光线经过导光板的全反射和散射后，会均匀地分布在整个导光板上。
然后，光线会通过液晶屏幕或者其他光学元件，最终显示出图象。
导光板的工作原理决定了它在光学显示器件中的重要性。
通过合理设计导光板的凹凸结构和光源的位置，可以实现更好的光线传播和扩散效果，从而提高显示器的亮度和均匀性。
此外，导光板还可以用于调节显示器的视角和对照度，提供更好的视觉体验。
总结起来，导光板的工作原理是通过光的全反射和散射来实现光线的均匀分布和传播。
它是光学显示器件中不可或者缺的元件，能够提高显示器的亮度、均匀性和视觉体验。
通过不断的研究和创新，导光板的性能和效果将进一步得到提升，为人们带来更好的视觉享受。
导光板生产制程简介
光学原理
01
02
03
光的反射与折射
导光板利用光的反射和折 射原理，将光线从表面均 匀地引导到各个角落。
光线路设计
通过精密的光线路设计， 确保光线在导光板内部正 确传播并从正确的方向射 出。
光学均匀性
导光板应具有均匀的光学 性能，确保各处的亮度一 致。
基材选择与处理
基材类型
选择具有合适光学性能和物理性 能的基材，如PMMA、PC等。
基材表面处理
对基材表面进行抛光、清洗等处 理，以提高导光板的表面质量和 光学性能。
光学膜片的制作与贴合
膜片类型
使用具有不同光学性能的 膜片，如反射膜、扩散膜 、增亮膜等。
膜片制作
通过精密的加工和制造技 术，制作出具有所需光学 性能的膜片。
效果。
02
降低能耗
通过提高亮度和均匀性，可以降低发光器件的能耗，实现节能减排。
03
促进产业发展
导光板生产制程作为显示面板、照明等领域的重要基础组件，其技术的
发展和进步对于整个产业的发展具有积极的推动作用。
导光板生产制程的历史与发展
起源
导光板生产制程起源于20世纪末，随着液晶显示技术的迅速发展，导光板作为液晶显示 器背光源的核心组件之一，开始广泛应用于显示面板制造领域。
导光板生产制程的定义与特点
特点
导光板生产制程具有以下特点
高效性
可实现大批量、自动化生产， 提高生产效率。
低成本
采用光学级塑料材料，成光器件、显示 面板等领域。
导光板生产制程的重要性
01
提高发光器件的亮度和均匀性
导光板能够将光源发出的光线均匀地分布在指定区域，提高亮度和视觉
导光板的工作原理
导光板的工作原理导光板是一种用于改善光学器件性能的重要材料。
它能够有效地将光线引导到目标区域，提高光学器件的亮度和均匀性。
在本文中，我们将详细介绍导光板的工作原理以及其在各个领域中的应用。
1. 工作原理导光板的工作原理基于光的全反射和折射现象。
当光线从一个介质进入另一个介质时，会发生折射现象。
导光板通常由高折射率材料和低折射率材料交替堆叠而成，形成一种光学波导结构。
当光线进入导光板时，由于折射率的差异，光线会被引导到导光板内部，并沿着特定的路径传播。
通过合理设计导光板的结构和材料，可以实现光线的均匀分布和高效传输。
2. 导光板的结构导光板通常由多层薄膜组成，其中包含高折射率材料层和低折射率材料层。
高折射率材料可以是玻璃、有机玻璃等，低折射率材料可以是空气或聚合物。
这些层的厚度和折射率的选择取决于所需的光学性能。
导光板的顶部通常覆盖有一层反射层，用于增加光的反射和提高光的利用率。
3. 应用领域导光板在各个领域中都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：3.1 平板显示器在液晶显示器（LCD）中，导光板被用作背光源的均匀化器。
背光源通常是一组冷阴极荧光灯或LED。
导光板能够将背光源发出的光线均匀地分布到整个显示屏上，提高显示效果的亮度和均匀性。
3.2 光纤通信在光纤通信系统中，导光板被用作耦合器和分束器。
它能够将光线从一根光纤引导到另一根光纤，实现信号的传输和分配。
3.3 照明导光板在LED照明中起着关键作用。
LED光源通常是点光源，导光板能够将点光源发出的光线均匀分布到整个照明区域，提高照明效果的均匀性和亮度。
3.4 摄影和摄像在摄影和摄像领域，导光板可以用作软盒或光罩的材料。
它能够将光线均匀地散射和扩散，减少阴影和提高拍摄效果的柔和性。
4. 导光板的优势和挑战导光板具有以下优势：4.1 高亮度：导光板能够将光线均匀分布到目标区域，提高光学器件的亮度。
4.2 均匀性：导光板能够消除光线的不均匀分布，提高光学器件的均匀性。
导光板的工作原理
导光板的工作原理导光板是一种用于控制光线传输的光学器件，广泛应用于液晶显示屏、照明设备等领域。
它能够将光线从一个点传递到另一个点，并根据需求控制光线的方向和强度。
导光板的工作原理涉及到光的折射、反射和封装等光学原理。
导光板通常由透明材料制成，如有机玻璃、聚碳酸酯等。
它的主要结构包括光源、导光层和输出端。
在导光板中，光源通常是LED等点光源，导光层则是位于光源和输出端之间的一层透明介质，用于导引光线。
而输出端则是光线最终出射的位置。
当光线由光源进入导光板时，首先会进入导光层。
导光层的工作原理是通过光的折射和反射来控制光线的传输方向。
当光线从光源进入导光层时，会发生折射现象。
折射是光线在光学介质界面上传播时发生的一种现象，其方向由斯涅尔定律决定。
斯涅尔定律表明，入射光线与界面法线的夹角和折射光线与法线夹角的正弦比是一个常数，即折射率。
导光层的折射率比周围介质高，当光线从导光层进入周围介质时，会发生反射。
反射是光线在界面上发生的一种现象，根据反射定律可以知道，入射角等于反射角。
通过不断的折射和反射，导光层将光线从光源传递到输出端。
在导光板的设计中，表面的设计和处理非常重要。
常见的导光板表面通常采用了微结构或纹理来增加反射和折射的效果，从而提高光线在导光板中的传输效率。
此外，导光板还可以根据需要进行光线的聚焦和分散，以实现不同的照明效果和光学功能。
除了折射和反射，导光板的工作原理还涉及到光线的总反射以及光的吸收等。
当光线以一定的角度射入导光层时，由于折射率差异，光线可能会发生总反射现象。
总反射是光线从折射率高的介质向折射率低的介质传播时，入射角超过了临界角，导致光线无法正常传播而发生的现象。
此外，导光板中的一些材料也会吸收光线的一部分能量，这可能会导致光线在导光板内传输的损失。
因此，在导光板的设计过程中，需要考虑材料的吸收率和传输效率，以最大程度地提高导光板的性能。
总结起来，导光板的工作原理是通过折射、反射、总反射和吸收等光学现象来控制光线的传输。
导光板的工作原理
导光板的工作原理导光板是一种用于光学显示器件中的重要元件，它能够将背光源发出的光线均匀地分布到整个显示屏上，提供良好的亮度和视觉效果。
导光板的工作原理主要涉及光的折射、反射和散射等光学现象。
一般来说，导光板由透明材料制成，如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或聚碳酸酯（PC）等。
它通常具有矩形或圆形的形状，并且厚度相对较薄。
导光板的工作原理可以简单地描述为以下几个步骤：1. 光源发光：背光源（如冷阴极荧光灯或LED）发出光线，通常是白色光。
2. 光线进入导光板：光线从背光源射入导光板的一侧。
导光板的一侧通常被称为入射面，而另一侧则被称为出射面。
3. 光的折射和反射：由于导光板的折射率高于周围空气的折射率，光线在导光板内部发生折射。
折射会使光线的传播方向发生改变。
在导光板内部，光线会多次发生折射和反射，从而改变其传播路径。
4. 光的散射：导光板内部通常添加了一层散射剂，它能够将光线进行散射，使得光线能够更加均匀地分布到整个导光板上。
散射剂可以是微小的颗粒或表面微结构。
5. 光线出射：经过多次折射、反射和散射后，光线最终从导光板的出射面射出，照亮整个显示屏。
导光板的出射面通常覆盖着液晶层或其他显示材料，以实现图像显示。
导光板的工作原理可以通过光学模拟和数值模拟进行研究和优化。
通过调整导光板的材料、厚度、入射面和出射面的形状等参数，可以改变光线的传播路径和分布，从而提高显示屏的亮度均匀性和视觉效果。
总之，导光板通过光的折射、反射和散射等光学现象，将背光源发出的光线均匀地分布到整个显示屏上，实现良好的亮度和视觉效果。
它是光学显示器件中不可或缺的组成部分。
导光板技术专题
导光板技术专题（二）之LCD用散乱型聚合体导光板2007-6-27 光散乱聚合物导光板所谓的光散乱聚合物（polymer）导光板是在聚合物矩阵（matrix）内形成微细（micro）不均一结构，使聚合物导光板具备光导波与扩散射出光线之机能，进而获得高辉度照明用光散乱效应。
换言之光散乱聚合物导光板是控制可吸收光线之微细不均一结构的相对折射率与不均一结构的大小，获得多重光散乱效果，使光线在没有损耗的环境下均匀且朝特定方向扩散射出。
图20（b）是光散乱聚合物导光板所构成的背光照明单元，一般而言它的辉度比传统背光照明单元高二倍左右。
在密度均匀的媒体中若存有折射率相异的两种材料时就会引发光散乱现象，如果能够控制材质相异之不均一结构时，就可控制散乱光的特性。
光散乱聚合物就是根据光散乱理论与多重散乱分析法，精密控制这种不均一结构，进而达成液晶显示器的背光照明单元实用化的目标。
（a）、光散乱理论利用下式（1）～（5）Mie散乱理论可求出真圆球状粒子的散乱光强度分布I（α，θ）。
图21是由单一粒子求得的散乱光强度分布图，之后再利用Monte Carlo法进行光散乱聚合体导光板的多重散乱分析。
（b）、多重散乱分析三次元多重散乱仿真分析用程序是根据可导引光散乱聚合物导光板之光子（photon）行进方向以及测光路径长度，和决定反射、折射之Monte Carlo法制作撰选。
接着要介绍计算步骤，所谓的光子是为分析光场的确率性，因此将假想性光粒子视为假设物，散乱光的方向以极坐标系的θ与ψ两角度表示，散乱角θ是先根据Mie散乱理论求出光强度分布，再用累积分布关数F（θ）（上述之式（6））算出，之后用随机数random 1（零到1之间的相同随机数θ）决定散乱点的光子行进方向θ。
一旦决定θ角度，散乱光强度的ψ角度同样使用random方式决定。
光子的预测光路长度L 根据式（8）定义的衰减系数σ，利用随机数random 2（由零到1之间的相同随机数）式（9）求得。
导光板的制作流程
导光板的制作流程
导光板是一种广泛应用于照明领域的光学材料，它能够将光线均匀地分布在整个面板上，使得光源更加柔和，减少眩光，并提高光利用率。
下面将介绍导光板的制作流程，希望能对您有所帮助。
首先，制作导光板的原材料主要包括有机玻璃、聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯等材料。
这些材料具有良好的透光性和耐热性，非常适合用于制作导光板。
其次，制作导光板的第一步是将原材料进行切割和磨边处理。
这一步骤非常关键，需要确保切割的尺寸和边缘的光洁度，以保证后续工艺的顺利进行。
接下来，经过切割和磨边处理的原材料将进行热压成型。
在热压成型的过程中，需要控制好温度和压力，使得原材料能够均匀地融合在一起，形成坚固的导光板基础。
然后，经过热压成型的导光板将进行光学加工。
这一步骤包括精密的切割、打磨和抛光，以确保导光板表面的光学性能达到最佳状态。
最后，经过光学加工的导光板将进行质量检验和包装。
质量检验包括对导光板的光透射率、均匀度和表面平整度等指标的检测，以确保产品质量符合要求。
而包装则需要考虑到导光板的易碎性和表面的保护，选择合适的包装材料进行包装。
通过以上的制作流程，我们可以得到高质量的导光板产品，这些产品可以广泛应用于LED照明、平板显示、广告灯箱等领域，为人们的生活和工作提供更加舒适和便利的光照环境。
希望通过本文的介绍，您对导光板的制作流程有了更加深入的了解，如果您对导光板有更多的疑问或者需要进一步的了解，欢迎随时与我们联系，我们将竭诚为您服务。
导光板的工作原理
导光板的工作原理导光板是一种用于光学显示器件中的重要组成部份，它能够将光线从光源传输到显示屏上，使得图象能够清晰地显示出来。
导光板的工作原理主要涉及光的折射、反射和散射等光学现象。
导光板通常由透明的材料制成，如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或者聚碳酸酯（PC）。
它的结构普通包括一个光源端和一个显示屏端，中间是一系列的微结构，如棱柱、凹凸面或者微透镜阵列等。
这些微结构能够改变光线的传播方向和路径，从而实现对光线的控制和调整。
当光线从光源进入导光板时，它会首先遇到导光板的表面。
由于导光板的表面是光滑的，光线会发生反射。
一部份光线会被反射回光源端，但大部份光线会继续向前传播。
这些继续传播的光线会被导光板内部的微结构所控制。
微结构的设计和罗列方式可以使得光线在导光板内部发生多次反射和折射，从而实现对光线的有效控制。
例如，棱柱结构可以使得光线在导光板内部多次反射，从而增加光线的传播距离和均匀度。
凹凸面结构则可以通过改变光线的入射角度和折射率，实现对光线的聚焦和分散。
微透镜阵列则可以将光线聚焦到显示屏上的特定位置，以提高图象的清晰度和亮度。
在光线传播过程中，导光板还会发生一些散射现象。
散射是指光线在材料中遇到不均匀性时的偏离现象。
导光板的微结构会引起光线的散射，这有助于增加光线的扩散角度，使得图象在显示屏上更加均匀。
最后，当光线到达导光板的显示屏端时，它会从导光板出射并照亮整个显示屏。
导光板的工作原理使得光线能够在导光板内部进行多次反射、折射和散射，从而实现对光线的控制和调整，使得图象能够在显示屏上以高质量的方式显示出来。
总结起来，导光板的工作原理是通过光的折射、反射和散射等光学现象，利用导光板内部的微结构对光线进行控制和调整，从而将光线传输到显示屏上，实现图象的清晰显示。
导光板在光学显示器件中起到了至关重要的作用，广泛应用于液晶显示器、LED背光模块等领域。
光散射聚合物导光板的材料参数设计
光散射聚合物导光板的材料参数设计光散射聚合物导光板是一种新型聚合物材料，它以紫外线固化聚合物凝胶为主体，再加入一定比例的光散射粒子，具有良好的可见光透射性，能够高效率地对可见光及高倍率聚焦后的紫外线进行导光，从而应用于激光聚焦、逐次聚焦、抟击的光学光栅等领域。
不仅如此，该聚合物材料还具有体积小巧、均匀性好、吸光度低等优点，可在大多种应用领域中获得良好的效果。
为了让光散射聚合物导光板具备更优秀的光学性能，应对其材料进行设计。
在光散射聚合物导光板的设计中，首先应考虑材料性质，例如耐热性、耐冲击性、耐抗腐蚀性等，通过调整材料的化学成分，确保材料结构具备良好的物理性质，然后控制光学特性的调整，如板材的厚度、光散射粒子的浓度，以及紫外线固化聚合物凝胶的选择等，以调节光板的导光性能。
其次，应该考虑光散射聚合物导光板的光学特性，例如导光率、可见光率、光学波长带宽等，可调整光板里的光散射粒子，减少其大小、着色以及形状的偏差，使板材的导光性能有所增加，而可见光率又不受影响。
此外，我们还可以考虑把该聚合物材料做成上下双层结构，配以特别处理的折射率，使其具备更好的导光性能及抗反射能力。
最后，应考虑光散射聚合物导光板的外观及用途，根据使用环境或用户使用场景，制定合理的尺寸及设计，以满足使用者的需求。
例如，可制成各种形状及尺寸的板材，如方形，十字形，圆形等，以满足不同的应用场景，使其能够更好的满足使用者的需求。
总之，光散射聚合物导光板设计需要相应调整材料性质及光学性能，以满足不同应用领域的要求，更好地满足使用者的需求。
只有针对性的设计，才能使光散射聚合物导光板能够发挥更好的光学特性，让其应用场景更为广泛。
导光板的工作原理
导光板的工作原理
导光板是一种用于光学显示设备的关键元件，其作用是将光线从光源均匀地分布到整个显示屏上，以提高显示效果。
导光板的工作原理主要涉及光的传输、反射和折射等基本光学原理。
一、光的传输和反射
导光板通常由透明材料制成，如亚克力或者聚碳酸酯。
当光线进入导光板时，它会在板内传输。
在传输过程中，光线会与导光板内部的界面发生反射。
这些反射会导致光线在导光板内部反复传输，从而实现光线的均匀分布。
二、光的折射
导光板的表面通常具有特殊的结构，如微型棱镜或者凹凸纹理。
这些结构可以使光线在表面上发生折射。
通过合理设计这些结构的形状和分布，可以控制光线的折射角度和路径，以实现光线的均匀分布。
三、光的散射
导光板表面的结构还可以使光线发生散射。
散射是指光线在表面上碰撞并改变方向的现象。
通过散射，光线可以更加均匀地分布到整个显示屏上，减少亮度不均匀的问题。
四、反射层的作用
导光板通常还包含一个反射层，位于导光板的底部或者侧面。
反射层可以将从光源发出的光线反射回导光板内部，以增加光线的传输效率。
反射层通常由铝或者镀银材料制成，具有高反射率。
总结：
导光板的工作原理是通过光的传输、反射、折射和散射等光学原理来实现光线的均匀分布。
通过合理设计导光板的结构和表面特征，可以使光线从光源均匀地分布到整个显示屏上，提高显示效果。
导光板在各种光学显示设备中广泛应用，如液晶电视、平板电脑和手机屏幕等。
在未来的发展中，导光板的性能和技术将不断提升，以满足人们对高质量视觉体验的需求。
导光板工艺及其物料特性讲解
导光板工艺及其物料特性讲解导光板是一种用来导光的透明材料，广泛应用于液晶显示器（LCD）和背光模块（BLU）等领域。
其主要作用是转化源自背光源的光线方向，使其更均匀分布在液晓显示面板上，以提供一个清晰明亮的显示效果。
导光板的制作工艺主要有两种：射出工艺和压延工艺。
射出工艺，也称为注塑成型，主要是通过高压将熔融的塑料料注入模具，然后冷却固化形成产品，具有成型周期短、生产效率高的特点，可批量生产。
压延工艺，即通过高温和高压将塑料原材料压成薄板，然后冷却固化，适用于小批量、大尺寸的产品生产。
导光板的物料主要有两类：有机玻璃（PMMA）和聚碳酸酯(PC)。
有机玻璃是一种优质、透明的塑料，具有良好的透明度、化学稳定性和耐候性，是制作导光板常用的材料。
聚碳酸酯是一种热塑性塑料，光透射性能好，尺寸稳定性好，能耐很广泛的温度范围，是制作高温、高湿环境下的导光板的好选择。
在导光板设计时，通常要考虑以下几个因素：1.光源的位置和形状：这直接影响到导光板的设计和效果，所以在设计时要精确掌握并合理布局。
2.导光板的厚度：厚度会影响到导光板的导光效果和成本，一般而言，导光板越厚，导光效果越好，但成本也越高。
3.导光板的材料选择：选择的材料会影响到导光板的成本、透光效果和使用寿命，不同环境下，选择不同的材料，可以提供最好的性价比。
4.导光板的表面处理：通过特殊处理，可以提升导光板的光效，例如抗刮、抗雾等。
在选择导光板物料时，需要根据其用途和特性来选择合适的材料。
如若要求高透明度、良好的光线透射性能，通常会选择PMMA；如若要求具备高强度、高抗冲击性和耐腐蚀性，可以选择PC。
同时，还需要根据产品的尺寸、形状和其他特性，选择合适的生产工艺。
在今天的科技快速发展的时代，导光板作为液晓显示器的重要部件，在消费电子产品、工业控制、汽车电子和医疗设备等广阔的应用领域有着广泛的使用，可谓是一种非常关键的光学组件。
因此，对于其工艺和物料特性的深入理解对于设计和生产高质量的导光板是非常重要的。
导光板的基本功能和导光油墨
导光板的基本功能和制作工艺导光板一词来自于英文译音（Light Guide）其产生为应用于LCD所产生的，LCD为一非自发光性的产品为了要展现LCD的亮度就必需要有背光模块来显现，在背光模块的发展过成中重要关键的零组件导光板也随着下游产品的需求进而开始有不同的改变。
导光板的功能和要求导光板顾名思义其最主要的功能在于要将光线导向设计者所需要的方向，而所有的导光板的设计都是要配合下游产品LCD和背光模块的需要，最重要的是要达到辉度和均匀度。
导光板的分类一般而言导光板因形状、制作方式和功能上都有不同的分类法，而且目前尚无统一的分法，经过整理后：1、按照形状分为：平板和楔形板（斜板）平板：导光板从入光处来看为长方形。
楔形板：从入光处来看为一边为厚一边为薄成楔形（三角形）状。
2、按照网点制作方式：印刷式和非印刷式印刷式：导光板完成外形加工后,以印刷方式将网点印在反射面，又分为IR和UV两种。
非印刷式：将网点在导光板成形时直接成形在反射面。
又分为化学蚀刻（Etching）、精密机械刻画法（V-cut）、光微影法（S tamper）、内部扩散。
3、按照入光方式：侧入光（灯管和LED）和直下式。
侧入光式：将发光体（灯管或LED）放置于导光板之侧部。
直下式：将发光体（灯管或LED）放置于导光板之下方。
4、按照成形制作方式：射出成形和裁切成型。
射出成形：应用射出成形机将光学级PMMA颗粒运用高温、高压射入模具内冷却成形.裁切成形：将光学级PMMA原板经过裁切工序完成成品。
导光板制造过程在了解加工过程前应先了解导光板所须之部材1、所需要之部材和工具a.射出成形：光学级PMMA颗粒、油墨b.裁切：光学级PMMA平板、油墨2、光学级PMMA颗粒、平板：无论是用何种生产方式所制作出来的导光板其最重要也是最原始的材料为光学级PMMA（POLYMETHYL METHACRYLATE）（聚甲基丙烯酸甲也就是俗称的亚克力或有机玻璃，其分类又有PMMA颗粒和PM MA平板PMMA由石油中提炼单体（MMA）再将单体（MMA）经过化学加工后做出光学级PMMA颗粒（已可提供射出成形所始用），再将光学级PMMA颗粒用压铸法（Casting）或压出法（Injection）来制作光学级PMMA平板，目前业界所认同的PMMA制造商如下：（日）三菱丽阳 Mitsubishi Rayon、（日）住友化学Sumitomo、（日）旭化成Asahicasei、（日）库拉雷 Kuraray、（台）奇美化学、（韩）世和 Sehwa、3、油墨：分为UV和IR两种4、平板裁切导光板制作方式为三个部份:第一是压克力板外形加工;第二是网板制作;第三是印刷，其工序流程分别为a. 压克力外形加工=原板裁切〉镜面刨光〉成形加工。
导光板工艺及其物料特性
导光板工艺及其物料特性导光板，也称为光导板，是一种将光线导入板材之中，并通过独特的光线输出效果进行材质的散射，使光源的出射更均匀。
其工艺的制作步骤包括了光源导入、光源扩大、光源输出三个步骤。
1.光源导入：选用高透明度的导光板材料，如有机玻璃（亚克力）、PC材料、PETG材料等，将光源导入到板材内部。
2.光源扩大：采取物理或化学手法，将材料内部划有均匀的微小结构，通过折射和反射使光线在板材之间跳跃和反射，从而扩大了光源。
3.光源输出：根据光散射的理论，通过改变微小结构的型状和间距，调控光线的输出方向和出射量，使得出射光比入射光更加均匀，达到了良好的光线效果。
导光板物料特性：1.亚克力导光板：亚克力导光板使用优质原规格的亚克力板作为原料，经过严格的生产过程和品质控制，具有良好的光传输特性和强度，透光率高，能够均匀传输光线。
2.PC导光板：PC导光板采用优质聚碳酸酯（PC）材料制成，具有亚克力同样的优良透光性，其强度更为高，更耐磨，耐温，抗老化，适应性更强。
3.PETG导光板：PETG导光板是一种新型的环保材料，其自然透光率超过90%，独特的光线导入，透射，均匀性方面都非常出色，且具有良好的抗冲击性。
导光板在众多行业有着广泛的应用，如广告行业的灯箱、电子行业的显示屏、车辆照明、家居照明等。
其生产工艺以及物料特性决定了导光板在实现光线均匀分布方面具有优越性。
在未来的发展中，导光板要不断优化生产工艺，选择更好的物料，提高光源的均匀度和透光性，降低能耗，满足更多的行业需求。
同时，随着环保理念的深入人心，材质的选取更应考虑环保和可循环利用，这是导光板发展的一个重要方向。
总的来说，导光板工艺和物料特性是决定其性能的关键因素，生产好的导光板，就需要严谨的工艺和优质的物料，同时还需要与时俱进，适应不断变化的市场需求。
光散射聚合物导光板的材料参数设计
光散射聚合物导光板的材料参数设计光散射聚合物(scatteringpolymer)是一种新型的光学材料，具有良好的可操作性和高可定制性，可用于导光板的制造。
本文主要介绍了对于光散射聚合物导光板材料参数的设计。
首先，我们介绍了光散射聚合物导光板的基本原理，包括材料选择，基本结构，光学特性以及其他参数等。
然后，我们考虑了多种参数对光散射聚合物导光板特性的影响，包括层厚、层数、填充因子等，并分析了这些参数对光散射聚合物导光板性能的影响。
最后，根据对光散射聚合物导光板性能影响的分析，我们提出了相应的参数设计措施，以实现最佳的性能。
首先，光散射聚合物导光板的基本原理是，将光散射聚合物和紫外线固化剂混合，在模板板上用层层建立形成光学复合材料，通过它可以实现蓝光、紫外线、红外线等多种光谱的可调谐。
导光板由两个基本部分组成，即基材板和表面层，它们可以分别是金属、玻璃、塑料等，表面层应用光散射聚合物技术后，被称为光散射聚合物导光板。
通常，光散射聚合物导光板的结构及其性能受多种参数的影响。
其次，光散射聚合物导光板的参数设计必须考虑多种因素，包括基材板的选择、层厚、层数、填充因子等。
在选择基材板时，要确保它具有高耐热、耐腐蚀、优良的光学性能，和足够的强度以支撑整个结构。
层厚是指光散射聚合物层与基材板的厚度，与填充因子有关，要求层厚均匀比较小(通常小于10um)，以保证光散射聚合物层对模板板的覆盖度。
层数是指导光板的构筑层数，一般要求层的厚度要均匀，可以适当增加层数，以实现最佳的光学性能。
填充因子是指模板板所覆盖的比例，其也是决定导光板性能的关键参数之一，要求填充因子要合理，并且应进行精确计算，以保证导光性能。
最后，根据对上述参数影响的分析，应提出合理的参数设计措施，以完成最佳的导光性能。
在设计光散射聚合物导光板时，要仔细挑选适当的基材板，能够满足其高强度、高质量的要求。
层厚的设计要求较小，以保证覆盖度，并且要尽可能增加层数，以达到最佳的光学特性。
体散射集成液晶导光板的设计
体散射集成液晶导光板的设计体散射集成液晶导光板（Integrated Scattering Liquid Crystal Light Guide，简称IS-LCLG）是一种新型的光学器件，具有高效的光能利用率和均匀的光输出特性。
本文将介绍IS-LCLG的设计原理、制备方法以及应用前景。
一、设计原理IS-LCLG的设计原理基于体散射效应和液晶分子的定向调控。
液晶分子具有自发极化能力和定向排列的特性，当电场作用于液晶分子时，其分子定向发生改变，从而改变光的传播方向。
通过在液晶层中引入微小的散射体，可以实现对光的散射和折射，从而实现光的均匀输出。
IS-LCLG的核心结构由液晶层、散射体层和反射层组成，通过合理设计这些层的结构参数和材料特性，可以实现高效的光能转换和光输出。
二、制备方法IS-LCLG的制备方法主要分为三个步骤：液晶层的制备、散射体的引入和反射层的涂覆。
首先，制备液晶层，可以采用常规的液晶材料和工艺，通过涂布、烘烤等步骤得到均匀的液晶层。
接下来，在液晶层中引入微小的散射体，可以采用多种方法，如溶剂浸渍、微纳米颗粒悬浮液浸渍等，以实现均匀且适量的散射。
最后，涂覆反射层，可以使用光学薄膜技术，在液晶层的一侧涂布一层高反射率的材料，以增强光的反射和输出效果。
三、应用前景IS-LCLG作为一种新型的光学器件，具有广泛的应用前景。
首先，在照明领域，IS-LCLG可以作为一种高效的光源模块，用于室内照明、汽车照明等场景，可以实现均匀的光输出和节能的效果。
其次，在显示领域，IS-LCLG可以作为显示屏的背光模块，提供均匀的背光光源，从而提高显示屏的亮度和视觉效果。
此外，在光通信领域，IS-LCLG可以用于光纤通信系统中的光源和耦合器件，实现高效的光能转换和传输。
另外，IS-LCLG还具有柔性、可调性和可重构性等特点，可以应用于人工智能、虚拟现实等领域，为相关设备提供高质量的光源和光学功能。
体散射集成液晶导光板是一种具有高效光能利用率和均匀光输出特性的光学器件。
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第24卷 第2期2009年4月液 晶 与 显 示Chinese Jo urnal o f Liquid Cr ystals and DisplaysVol 24,No 2Apr.,2009文章编号:1007 2780(2009)02 0199 05LCD 体散射导光板的制备及其光学性能陈永鹏,叶 勤*,栗万里,唐振方(暨南大学物理系,广东广州 510632,E mail:fzcyp@)摘 要:采用体散射导光板模拟设计软件设计了LCD 体散射导光板的有关参数,根据设计要求制备了体散射材料及导光板样品,对导光板样品的视角和光学均匀度进行了测试分析。
研究表明,所制备的体散射导光板样品的出射光主要分布在偏离出光面法线一定角度的方向上,具有良好的光学均匀度。
样品的实际测试结果和软件模拟的结果相近。
关 键 词:体散射;导光板;视角;均匀度中图分类号:T Q 320.72+2;T N141.9 文献标识码:A收稿日期:2008 10 07;修订日期:2008 11 28基金项目:广东省科技计划项目(No.2005B10201055);广州市科技计划项目(No.2005Z3 D0041)*通讯联系人,E m ail:yq@jn 1 引 言目前,液晶显示器在平板显示领域中处于主导地位。
导光板作为液晶显示器背光系统中重要的组成部分,其性能的优劣对液晶显示器的显示质量以及能耗有重要影响。
传统导光板一般采用透明的光学材料,需要扩散膜等其它辅助光学薄膜才能将点光源或者线光源有效地转换成均匀的面光源。
这些光学薄膜增加了背光模组的厚度、加工的复杂性及液晶显示器的成本。
由于传统导光板存在上述不足,许多公司和研究机构正努力研究厚度更薄、亮度和光学效率更高和成本更低的新型导光板,以满足市场的需求[1,2]。
日本庆应义塾大学小池教授提出了新型体散射导光板的设想[3],通过在光学材料内部掺入高散射微粒子,使得从侧面光源发出的光在导光板内部产生散射,并从导光板正面均匀射出。
这样既可减少扩散膜等光学薄膜的使用,同时又提高了光学亮度。
本文采用自主研发的体散射导光板专用模拟设计软件[4],对导光板的尺寸和聚合物材料参数进行了优化设计。
按照设计参数制备了体散射导光板实验样品,对样品的出光视角和均匀度进行了测试分析。
2 实 验2.1 体散射导光板样品设计通过专用的模拟设计软件,对体散射导光板的尺寸(如图1)及材料的参数进行了设计。
根据设计要求,散射粒子和基质材料分别选用SiO 2球形粒子和聚甲基丙烯酸甲酯(PMM A )。
其中,SiO 2粒子的平均粒径为3 m,掺杂质量分数为0.3%,粒子在基质材料中呈单分散分布。
图1 导光板尺寸示意图F ig.1 Schematic diag ram of L GP geo metry par ameter2.2 样品制备分别将平均粒径为3 m 的SiO 2球形粒子和PMM A 粒料放置在干燥箱内,干燥温度为80 ,干燥时间为3h 。
然后将SiO 2粒子和PMM A 粒料按设定的质量比混合均匀,放入SH J 20同向双螺杆挤出机(南京杰亚挤出装备有限公司)。
挤出机各温控区温度分别设定为140 、190 、220 、240 、260 、260 ,机头温度设定为240 ,主机转速设定为120r/min 。
在同向双螺杆的作用下,SiO 2粒子和PMM A 粒料进行机械200 液 晶 与 显 示第24卷混合,再经过挤出、切粒,得到散射材料的粒料。
将造好的粒料放置于干燥箱内,在80 下干燥5h,然后把粒料加入H M 7DENKEY 注塑机(日精树脂工业株式会社)。
注塑机的机头、中部及后部温度分别设定为260 、240 、220 ,射出压力为10M Pa 。
最后将粒料注塑成型,制成导光板样品。
2.3 样品测试2.3.1 材料测试采用PH LIPS 公司的ESEM XL 30电子显微镜观察掺入的SiO 2粒子及粒子在散射材料中的分布情况。
2.3.2 样品光学性能测试导光板光学性能的主要指标是视角和光学均匀度。
实验采用的检测仪器是拓普康BM 7亮度色度仪,光源采用两个发光主波长为645nm 的LED 。
将两个LED 固定于导光板一侧,导光板则固定于旋转平台上,亮度色度仪固定于轨道上。
将导光板出光面中心点O 作为测试点,分别绕Y 方向和X 方向旋转导光板,测试其在X OZ 平面上的视角 和YOZ 平面上的视角 。
取导光板出光面中线上的等间距各点作为测试点,测试其光学均匀度。
导光板测试示意图如图2所示。
图2 导光板测试示意图Fig.2 Scheme of ex aminatio n fo r L GP3 结果与讨论3.1 体散射导光板原理体散射导光板能够将点光源或者线光源转变为均匀的面光源,主要是因为入射光在掺杂了微小粒子的聚合物介质中发生了多重光散射现象。
体散射导光板模拟设计软件是基于米散射理论[5],应用蒙特卡罗顺序抽样的方法编写的。
根据米散射理论,当入射光强为I 0,微粒周围介质中的波长为!的自然光平行入射到直径为D 的各向同性真球形粒子上时,在散射角为 ,距离粒子r 处的散射光强I 为[6 9]I =!28∀2r2I 0(i 1+i 2)(1)光散射函数为i 1=s 1(m, ,#) s *1(m, ,#)i 2=s 2(m, ,#) s *2(m, ,#)(2)其中#=∀D/!,#为粒子的尺寸参数,m 为粒子相对周围介质的折射率,s 1和s 2为散射光的振幅函数。
蒙特卡罗方法是一种随机模拟的方法,先建立概率模型然后利用顺序抽样的方法跟踪大量光子,再通过统计来分析多重散射现象。
多重散射光子的自由程抽样公式[10]为:L =-4ln(random2)/∀D 2CK(3)其中L 为光子的自由程,C 为填充粒子的浓度。
3.2 SiO 2粒子在体散射材料中的分布图3为平均粒径3 m 的SiO 2粒子的电子显图3 平均粒径3 m 的SiO 2粒子F ig.3 SiO 2par ticles w ith diamet er of 3m图4 SiO 2粒子在掺杂质量分数为0.3%的散射材料中的分布F ig.4 0.3%of SiO 2pa rticles in scatter ing mater ial第2期陈永鹏,等:LCD 体散射导光板的制备及其光学性能201微镜照片。
从图3可以看到,所掺入的粒子呈球状,粒径均匀。
图4为SiO 2粒子在掺杂质量分数为0.3%的散射材料中的分布的电子显微镜照片。
从图4可以看到,粒子在散射材料中呈单分散分布,没有团聚现象,且分布均匀。
3.3 视角图5是体散射导光板出射光光强随视角 变化分布图。
其中,图5(a)是样品实际测试的结果,图5(b)是软件模拟的结果。
从图中可以看到,在X OZ 平面上,出射光光强的最大峰值出现在50~80!,有一较小的出射峰出现在-80~-40!。
软件模拟计算的结果与实际样品测试的结果相近。
图5 光强随角度 分布.(a)实验结果;(b)模拟结果 F ig.5 Luminance distr ibution on ang le .(a)Experimental result;(b)Simulated result.根据米散射理论,各个方位角出射光的光强与粒子的尺寸参数#有关,#大小是由入射光在介质中的波长和粒径决定的。
经过计算可知,粒子对入射光的散射光强影响主要集中在前向,随着粒径的增大,前向散射光得到加强,其他方向的散射减弱,但是存在后向散射,且会出现一个散射峰[11]。
对于掺有一定粒径粒子的体散射导光板,出射光的最大峰值分布在偏离出光面的法线方向50~80!的方向上。
由于粒子对光存在后向散射,所以在-80~-40!处出现较小的散射峰。
从图6(a)可以看到,在YOZ 平面上,出射光光强在角度上呈对称分布,两个对称的出射峰分别出现在-70!和+70!,而且两峰值的大小相近。
出射光光强的最小值出现在0!左右,即出光面的法线方向上。
对比图6(a)和图6(b),模拟计算结果与实际测试结果基本一致。
由于导光板内部掺杂的粒子是各向同性的均匀球形粒子,粒子对光的散射强度在各个角度方向呈对称分布,因此,出射光光强随角度呈对称分布。
图6 光强随角度 的分布.(a)实验结果;(b)模拟结果.F ig.6 Luminance distr ibution on ang le .(a)Experimental result;(b)Simulat ed result.3.4 均匀度从图7(a)可以看出,在X 方向上,出射光光强随着离光源距离变化的分布较为均匀,均匀度达85%以上。
体散射导光板材料中掺入的粒子浓度是影响出射光在X 方向距离上光强分布的主要因素。
当浓度太大时,光强随着距离的增大而迅速减小;当浓度太小时,光强随着距离的增大而有所增大[12]。
通过软件的优化设计,得到较为合适的掺杂质量分数为0.3%,此时光强的分布比202 液 晶 与 显 示第24卷图7 光强随距离变化的分布.(a)实验结果;(b)模拟结果Fig.7 L uminance distr ibution dependent on distance.(a)Ex per imental r esult;(b)Simulated result.较均匀。
对比图7(a)和图7(b),可以看到实际测得的结果和模拟的结果相近。
4 结 论体散射导光板模拟设计软件的计算结果和样品实际测得的结果基本相近,从一定程度上表明该软件对体散射导光板前期的设计具有指导意义。
通过该软件,可以从理论上设计掺杂粒子的粒径、掺杂浓度以及体散射导光板的尺寸,从而指导实验制备出具有良好光学均匀度的导光板。
体散射导光板相对于传统的网点印刷式导光板,在整个背光模组中可以减少扩散膜的使用,降低模组成本。
由于体散射导光板是非均一结构,出射光具有很强的指向性,最大峰值出现在偏离出光面法线一定角度的方向上。
这一结果表明,仍然需要简单的棱镜片或者直接在导光板表面刻上微棱镜结构来矫正光路,使得出射光从法线方向射出。
我们将在这一工作上继续做深入的研究,直至全部取消光学薄膜及棱镜片等。
参 考 文 献:[1]Feng Di,Jin Guofan,Y an Y ingbai,et al.H ig h qua lit y lig ht guide plates that can contro l the illuminat ion ang lebased on micr oprism str uctures [J].A p p l.Phy s.Lett.,2004,85(24):6016 6018.[2]陈祥贤,徐平,万丽丽,等.新型背光系统导光板技术[J].液晶与显示,2007,22(5):576 582.[3]H or ibe A,Izuhara M ,N ihei E,et al.Br ig ht er backlig hts using hig hly scatter ed optical transmission po ly mer [J].J.of S I D ,1995,3(4):169 171.[4]暨南大学.体散射导光板模拟设计软件V 1.0[CP].中国计算机软件著作权:2005SR15802,2005 10 15.[5]V ande H ulst H C.Lig ht S catter ing by Small Par ticles [M ].New Yo rk:Do ver Publicatio ns,1981.[6]刘建斌,吴健.大气中球形粒子的散射特性研究[J].应用光学,2005,26(2):31 33.[7]盛京,张丁浩.M ie 散射研究聚合物合金相结构的形成及相尺寸分布[J].光散射学报,2003,14(4):252 256.[8]叶勤,唐振方,张杰,等.体散射液晶导光板的光线追迹模拟[J].光学学报,2006,26(11):1627 1631.[9]栗万里,叶勤,唐振方,等.光散射聚合物导光板的模拟分析[J].液晶与显示,2007,22(3):325 329.[10]王凌,徐之海,冯君华.多分散高浓度介质偏振光后向扩散散射的M o nt Car lo 仿真[J].物理学报,2005,54(6):2694 2698.[11]Okumur a T ,T agay a A ,K oike Y.H ig hly scat tering o ptical t ransmission polymer and its applicat ion fo r L CD display[J].Pr oc.SP I E,2002,4918:44 51.[12]张楠,唐振方,栗万里,等.光散射聚合物导光板的材料参数设计[J].光散射学报,2007,19(1):55 59.第2期陈永鹏,等:LCD体散射导光板的制备及其光学性能203Preparation and Optical Properties ofVolume Scattering Light G uide Plate for LCDCH EN Yong peng,YE Qin,LI W ang li,T ANG Zhen fang(Dep ar tment of Ph ysic s,J inan Univ e rsity,Guang z hou 510632,Ch ina,E mail:f z cyp@y )AbstractT he relevant par am eters w er e designed by the volume scattering lig ht guide plate(LGP)sim ula tion softw are.Acco rding to the v alues of the relevant par am eters,the volume scattering LGP sam ples w ere prepared.The view angle and the distribution of the o utput light w ere measur ed and analy zed. T he results show that the o utput lig ht mainly distr ibutes in deviatio n fro m the no rmal o f LGP at cer tain angle direction and a g ood uniform ity of intensity can be achiev ed.In addition,the m easured re sults are clo se to the simulated results.Key words:vo lum e scattering;LGP;view angle;unifor mity作者简介:陈永鹏(1983-),男,福建福州人,硕士研究生,研究方向为光电材料与器件。